Если биогеография наземных и морских животных представляет собой хорошо разработанное направление биологических наук, то исследователям континентальных водоемов еще многое предстоит сделать для адекватного понимания современного распространения организмов и истории их расселения по планете. В последнее время достигнут существенный прогресс в понимании этих процессов на примере микроскопических ракообразных – водяных блох (= ветвистоусых ракообразных = Cladocera), которые стали модельной группой пресноводной биогеографии. Исследование большого массива проб, собранных в разные годы на Российском Дальнем Востоке и на Корейском полуострове, демонстрирует иную картину. Дальневосточный регион известен как зона эндемизма ветвистоусых ракообразных, и представляет огромный интерес с точки зрения изучения механизмов формирования локальных фаун в результате вторжения «южных» и «северных» видов при климатических изменениях, в первую очередь, в плейстоцене.

Соотношение находок ветвистоусых ракообразных «южного» (ST) и «северного» (WE) происхождения в бентосе и литоральной зоне (А) и в планктоне (Б). 1–7 – отдельные регионы Дальнего Востока, ранжированные с севера (1) на юг (7).

Учёные Института проблем экологии и эволюции имени А. Н. Северцова (ИПЭЭ) РАН исследовали распределение находок ветвистоусых ракообразных, различающихся по месту их происхождения, в пресноводных водоёмах с разным сезонным режимом (постоянных и временных) и принадлежащих к планктонной (то есть, обитающей в толще воды) или бентосно-фитофильной (то есть, обитающей на дне и в прибрежных зарослях) фаунам. Помимо ранее продемонстрированного широтного градиента доли «северных» (северного происхождения) и «южных» (южного, возможно, тропического, происхождения) видов в фаунах Cladocera, было выяснено, что в регионе именно планктонное сообщество включает наибольшую долю эндемичнных видов, представляющих собой реликтов до-плейцстоценовых времен.

Ученые нашли, что доля представителей «южной» (тропической) фауны среди бентосно-фитофильных видов резко падает при движении с юга на север, и примерно в районе Северной Кореи происходит ее смена на «северную» (бореальную) фауну.

Напротив, доля представителей «южной» фауны в планктоне относительно невелика (максимум – 16 % от числа находок в каждом регионе) даже на крайнем юге исследованной зоны и падает при движении на север весьма плавно, полной ее смены на «северную» фауну не происходит, при этом в планктоне отмечено множество эндемиков этого региона.

Известно, что эти эндемики – остатки древней, до-плейстоценовой, фауны, в то время как расселение прочих ветвистоусых ракообразных на юг и на север происходило в позднем плейстоцене, а, возможно, и в голоцене. Данные результаты поддерживают ранее высказанную гипотезу о том, что древние эндемики, имея серьезную «фору» по сравнению с «южными» и «северными» видами во времени, быстро монополизировали водоемы Дальнего Востока в позднем плейцстоцене и препятствовали расселению «южных» видов на север, а «северных» видов – на юг. Среди представителей бентосно-фитофильной фауны их число значительно ниже, чем в планктоне, и именно у их представителей мы можем наблюдать смешение «южной» и «северной» фаун, получившееся в результате расселения в позднем плейстоцене на север и на юг. В данном случае, уже «южные» виды мешали «северным» распространяться на юг, и наоборот. Напротив, относительно немногие представители с севера и с юга смогли проникнуть в планктон данного региона, поскольку он уже был занят более успешными и более приспособленными к условиям региона конкурентами – эндемиками Дальнего Востока.

В настоящее время не совсем понятно, почему доля эндемиков на Дальнем Востоке столь высока в планктоне и низка в прибрежье? Известны прямо противоположные ситуации, когда, например, в Озере Байкал, планктон представлен широко распространенными видами, а в бентосе много эндемичных видов.

«Однако, в любом случае, нами подчеркнуто значение роли биотических взаимодействий и исторических процессов в определении современных биогеографических границ. Если экологические предпочтения вида позволяют ему распространиться, например, на юг в период потепления климата, это совершенно не означает, что ему позволят это сделать», – заявляет д.б.н., член-корр. РАН　А. А. Котов, руководящий этими работами.

Несомненно, подобные исследования будут продолжены сотрудниками ИПЭЭ РАН.

Исследования осуществлены в рамках Государственного задания AAAA-A18-118042490059-5. Статья опубликована в журнале Water.

Публикация: Ivan I. Krolenko, Petr G. Garibian and Alexey A. Kotov　The Role of Old Relicts in Structuring the Boreal/Tropical Transitional Zone: The Case of East Asian Planktonic Cladocera (Crustacea) Diversity　2023, 15, 713.

Источник: ИПЭЭ РАН.